本文關(guān)鍵詞：寬帶PD雷達回波模擬器設(shè)計與性能驗證

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【摘要】：在雷達設(shè)備的研發(fā)和測試過程中，為了對雷達信號處理機進行功能測試評估，同時，為了避免外場試驗的財力消耗，通常要用到逼真性高、工作運行可靠的雷達回波模擬設(shè)備，它是對目標及電磁環(huán)境模擬的一種必備的輔助測試設(shè)備。 本文基于FPGA+DSP架構(gòu)的DRFM板，實現(xiàn)了一種參數(shù)可配置的多假想目標、多輸出通道、高模擬精度的雷達回波產(chǎn)生系統(tǒng)。該回波模擬器可在上位機控制界面上設(shè)置假想目標的距離坐標、速度矢量、空間方位等目標航跡狀態(tài)參數(shù)，也可以設(shè)置被試雷達系統(tǒng)的參數(shù)，包括雷達發(fā)射信號參數(shù)，天線方向圖模型等，然后通過實現(xiàn)采集雷達發(fā)射信號，調(diào)制可設(shè)置的目標信息，輸出模擬的雷達回波信號，支持連續(xù)波和脈沖工作體制，并具備當前狀態(tài)顯示與通信功能。 本文首先介紹了系統(tǒng)的基本功能、應(yīng)用方式及總體設(shè)計思路，然后基于常見的雷達發(fā)射信號模型詳細介紹了回波模擬的原理，重點推導(dǎo)或修正了寬帶去斜信號和調(diào)頻步進信號的生成模型與常見雜波的產(chǎn)生，以及擴展目標的模擬及信號參數(shù)估計中的包絡(luò)檢波和測頻方法；然后用Verilog實現(xiàn)了回波調(diào)制過程的數(shù)據(jù)處理，并用Modelsim對FPGA各模塊進行了仿真，最后在專用DRFM板上調(diào)試輸出回波信號。用數(shù)采器對模擬數(shù)據(jù)進行采集，作自閉環(huán)驗證。用Matlab對實采數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析，運用脈沖壓縮、單脈沖測角、動目標檢測（MTD）等信號處理算法，對模擬的回波進行測距、測速和測角。通過測試結(jié)果與所設(shè)置參數(shù)的對比，表明模擬器各項指標符合設(shè)計需求，具有較高的精度。
【關(guān)鍵詞】：回波模擬 方向圖 瞬時測頻 擴展目標
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN957.51
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 研究背景與意義10
• 1.2 回波模擬器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 雷達回波模擬器發(fā)展趨勢13
• 1.4 本文研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排13-15
• 第2章 回波模擬系統(tǒng)概述15-19
• 2.1 系統(tǒng)功能概述15
• 2.2 系統(tǒng)工作模式15-17
• 2.3 系統(tǒng)總體設(shè)計17-19
• 第3章 回波模擬原理19-38
• 3.1 點目標調(diào)制19-26
• 3.1.1 相位調(diào)制原理推導(dǎo)19-25
• 3.1.2 包絡(luò)延時調(diào)制25-26
• 3.2 擴展目標調(diào)制26-28
• 3.2.1 擴展目標模擬原理26-27
• 3.2.2 擴展目標仿真實現(xiàn)27-28
• 3.3 目標方位與回波幅度28-32
• 3.3.1 雷達方程28-29
• 3.3.2 目標方位模擬29-32
• 3.4 包絡(luò)檢波與測頻方法32-35
• 3.4.1 包絡(luò)檢波方法32-33
• 3.4.2 測頻方法33-35
• 3.5 雜波模擬原理35-37
• 3.5.1 雜波模擬原理概述35
• 3.5.2 雜波幅度統(tǒng)計特性35-37
• 3.6 本章小結(jié)37-38
• 第4章 中頻系統(tǒng)的模塊級設(shè)計38-63
• 4.1 系統(tǒng)實現(xiàn)框圖38
• 4.2 System Gen 軟件介紹38-40
• 4.2.1 System Generator 概述38-39
• 4.2.2 System Generator 設(shè)計流程39-40
• 4.3 數(shù)據(jù)采集與系統(tǒng)指標40-41
• 4.3.1 帶通采樣定理40-41
• 4.3.2 AD 指標與系統(tǒng)需求41
• 4.4 信號數(shù)據(jù)流處理41-61
• 4.4.1 信號生成模塊41-43
• 4.4.2 上下變頻模塊43-48
• 4.4.3 插值和抽取的多相實現(xiàn)48-52
• 4.4.4 基帶調(diào)制模塊52-55
• 4.4.5 擴展目標的實現(xiàn)55-56
• 4.4.6 雜波的 FPGA 實現(xiàn)56-59
• 4.4.7 包絡(luò)檢波與測頻模塊設(shè)計59-61
• 4.5 DSP 參數(shù)解算單元61-62
• 4.6 本章小結(jié)62-63
• 第5章 系統(tǒng)設(shè)計與工程實現(xiàn)63-71
• 5.1 系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)63-68
• 5.1.1 總體介紹63-64
• 5.1.2 DRFM 單元模塊64-66
• 5.1.3 主控模塊66
• 5.1.4 定時觸發(fā)模塊66-68
• 5.2 系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)68-69
• 5.2.1 軟件設(shè)計流程68-69
• 5.2.2 上位機控制界面69
• 5.3 本章小結(jié)69-71
• 第6章 系統(tǒng)的閉環(huán)驗證與回波處理71-85
• 6.1 數(shù)據(jù)處理流程71
• 6.2 測距方法71-76
• 6.2.1 脈沖壓縮71-74
• 6.2.2 去斜方法74-76
• 6.3 測角處理方法76-81
• 6.3.1 直接比幅法測角77-78
• 6.3.2 幅度和差法測角78-79
• 6.3.3 角度模擬實現(xiàn)與結(jié)果驗證79-81
• 6.4 測速方法81-84
• 6.4.1 MTD 窄帶濾波器組分析81-82
• 6.4.2 MTD 的實現(xiàn)與測速原理82-83
• 6.4.3 速度模擬測試結(jié)果83-84
• 6.5 本章小結(jié)84-85
• 總結(jié)與展望85-86
• 參考文獻86-90
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單90-91
• 致謝91

【參考文獻】

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本文編號：587452